EP2555910A1 - Spritzgussverfahren zur modifizierung einer oberfläche eines apolaren polymerformkörpers sowie für dieses verfahren geeignete mehrschichtfolie - Google Patents

Spritzgussverfahren zur modifizierung einer oberfläche eines apolaren polymerformkörpers sowie für dieses verfahren geeignete mehrschichtfolie

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EP2555910A1
EP2555910A1 EP11711939A EP11711939A EP2555910A1 EP 2555910 A1 EP2555910 A1 EP 2555910A1 EP 11711939 A EP11711939 A EP 11711939A EP 11711939 A EP11711939 A EP 11711939A EP 2555910 A1 EP2555910 A1 EP 2555910A1
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EP
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layer
polymer
apolar
multilayer film
injection molding
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Werner A. Probst
Bruno Traber
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Nolax AG
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Definitions

  • the invention relates to an injection molding method for modifying a surface of a shaped body made of apolar polymer, a multilayer film suitable for this purpose and a polymer molding with a modified surface.
  • Polypropylene and reinforced polypropylene are inexpensive and frequently used plastics for injection molded parts. Due to the non-polar properties of the polypropylene, further processing or refinement of the injection-molded parts is in most cases not possible without pretreatment. Especially when gluing and painting a pretreatment is necessary, otherwise the adhesives and paints remain insufficiently adhere to the surface.
  • the surface can be modified by electrical discharges, such as corona or plasma discharges.
  • electrical discharges such as corona or plasma discharges.
  • DE 3340381 describes how the surface of Po ⁇ lypropylen may be modified by a corona discharge treatment.
  • Another option is to activate the surface with ag ⁇ sive media.
  • ag ⁇ sive media include acid etching, ozone lysis, fluorination or swelling with solvents.
  • CA 876666, US 5302418 or US 5200274 describe various treatments.
  • the surface may also be modified by application of dispersions, polymers and primers as beispielswei ⁇ se in DE 10250067, EP 1190008, DE 10239762 or EP 1037717 described.
  • An object of the present invention is now to obviate the disadvantages of the known, and in particular to provide a spray ⁇ casting method by which the surface of a polymeric molded part can be changed from a non-polar polymer with as few process steps.
  • the object is achieved by a method according to claim 1.
  • a multilayer film with at least one first apolar layer and a second one is used
  • Layer with at least one of the first layer differ ⁇ union surface property injected behind.
  • the insert molding of films in itself is a known technology, in the first inserted a slide in the cavity of an injection molding tool ⁇ or clamped onto the injection mold. The film is pressed into the cavity and is entspre ⁇ accordingly the shape of the cavity is deformed. Subsequently, a Po ⁇ lymer is injected into the cavity, wherein the polyvinyl against the lymer facing side of the film with the polymer. As ⁇ through molded parts can be obtained, which are coated with a film Ü. Today, especially decorative films are back-injected, such as in the "Inmold injection" (IMD) technique.
  • IMD Inmold injection
  • a multilayer film is inserted with at least one apolar layer and at least a second layer with at least one other surface properties than the first layer in such a manner in the cavity of an injection molding ⁇ zeugs that the first non-polar layer is facing the interior of the cavity while the second layer comes to lie on the In ⁇ nenwand the cavity.
  • the apolar polymer is then injected into the interior of the mold.
  • the injected Po ⁇ lymer and the first non-polar layer of the multilayer film ste ⁇ hen in the mold in contact and combined in the sequence.
  • the second layer of the multilayer film has at least one surface property different from the first apolar layer.
  • the second layer has a different texture or color than the first apolar layer.
  • the second layer preferably has a surface tension that is different from the first apolar layer.
  • the second layer on polar own ⁇ properties.
  • apolar is understood as meaning a material and / or a surface which has a surface tension of less than 35 mN / m.
  • a material and / or a surface is meant having a top ⁇ surface tension of more than 37mN / m.
  • the surface tension can be determined with commercially available test inks. Various test series are defined according to DIN 53364. Egg ⁇ ne other way to determine the surface tension loading is in measuring the so-called contact or wetting angle. The angle between the surface and a drop of water is measured. The better the wettability of the surface the more klei ⁇ ner of the angle. The measurement of the angle takes place example ⁇ example by a goniometer.
  • the second layer is chosen such that it is suitable as an adhesive.
  • the second layer may be composed so that it can be activated by heat or by a solvent. This has the advantage that a molded part produced by the injection molding method according to the invention can be glued directly or decorative and other elements, such as hooks, can be attached.
  • the composition may also be selected so that the second layer may be physically activated at ⁇ example by ultrasonic or high frequency. Next alterna ⁇ tive the second layer can also be designed so that it can be activated by heat input, such as by infra red radiation ⁇ .
  • the second layer of the multilayer film comprises or consists ⁇ be vorzugt thereof from a polar polymer selected from the group of polyamides, copolyamides, polyesters, copolyesters, polyurethanes, Polyetherblo- ckamide, acrylates or polycarbonates, or mixtures thereof.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • ABS / PC waste mixture with polycarbonate
  • PA polyamide
  • TPU Polyu ⁇ rethane
  • ABS and ABS / PC are here especially before ⁇ geous for subsequent electroplating and TPU is a gu ⁇ te affinity for paints and coatings.
  • the polypropylene can also contain fillers, in particular glass fibers ⁇ , chalk or talc.
  • apolar polymer may also be other plastics which are difficult to process, for example polyethylene, polyoxymethylene, thermoplastic elastomers or ethylvinyl acetate or copolymers and mixtures thereof.
  • the first non-polar layer of the multilayer film comprises or be ⁇ is assumed a non-polar polymer, in particular polypropylene, modified polypropylene, polyethylene, modified polyethylene, polyoxymethylene, ethyl vinyl acetate, styrene block copolymers, ionomers, olefins, rubbers or plastomers, and copolymers and mixtures thereof.
  • the polymers of the first and the second layer can further in the film industry, conventional processing aids and are admixed to set ⁇ substances, such as fillers o- the dyes.
  • the multilayer film may have at least one further layer between the first apolar layer and the second layer.
  • This at least one further layer can serve as a primer or barrier layer between the first and the second layer.
  • this at least one additional layer may modify the properties of the multilayer film additionally ⁇ , such as the Reissfestig ⁇ ness, dimensional stability, hardness or grip color.
  • the inventive injection molding process for producing a polymer molding of an apolar polymer has the particular advantage that the molding without further pretreatment the surface can be glued to another substrate.
  • the surface can be easily improve optical and mechanical ⁇ cally, as provided for example by painting, powder coating, plating, electroplating, as well as with functional protective layers.
  • the polymer moldings which are produced with the inventive molding process ⁇ also a very homogeneous surface have.
  • even hidden areas that can not or only badly be treated by the conventional modification methods can be provided with the desired properties.
  • Another object of the present invention is to provide a Fo ⁇ lie, which is suitable for imparting the surface of a molding of a non-polar polymer polar properties. This object is achieved with a multilayer film according to claim 9.
  • the multilayer film according to the invention consists of at least a first apolar layer and a second polar layer, the apolar layer having a surface tension of less than 35 mN / m and the polar layer having a surface tension of more than 37 mN / m.
  • the difference between the surface tension of the apolar and the polar is particularly preferred
  • the polymer composition of the second layer is selected so that the second layer is suitable as an adhesive.
  • the inventive multilayer film made possible by the apo ⁇ lare layer a good connection to a molding of an apolar polymer, while the second layer of the surface of the molded good adhesion properties for adhesives, paints and similar can lend.
  • This makes it possible to equip a molding of an apolar polymer by a simple process, preferably by injection molding, with a surface which can be reliably glued or painted without additional treatment.
  • the polymer composition of the second layer is selected so that the second layer is suitable as an adhesive.
  • the second layer may be such amount together ⁇ is that they can be activated by heat or by a solvent.
  • the composition may also be chosen so that the second layer can be physically activated, for example by ultrasound or radio frequency.
  • the second layer can also be designed so that it can be activated by heat input, such as by infrared radiation.
  • the multilayer film according to the invention can easily be produced, for example, by an extrusion process. Such processes are known to the person skilled in the art and include, inter alia, bubble extrusion and flat film extrusion in the coex and cascade processes.
  • the inventive multilayer film can also be prepared by lamination of single and multi-layer films or by melt application on monolayer, multilayer or non ⁇ plastic films and by spread coating or Pulverstreuauf ⁇ contract. By varying the polymers used to make the second layer, it is possible to easily produce a variety of films having different surface properties.
  • the first layer comprises or consists of an apolar polymer , preferably polypropylene, modified polypropylene, polyethylene, modified polyethylene, polyoxymethylene, ethylvinyl acetate, styrene block copolymers, ionomers, olefins, rubbers or plastomers and copolymers thereof.
  • an apolar polymer preferably polypropylene, modified polypropylene, polyethylene, modified polyethylene, polyoxymethylene, ethylvinyl acetate, styrene block copolymers, ionomers, olefins, rubbers or plastomers and copolymers thereof.
  • Preferably comprises or consists second layer of a po ⁇ stellar polymer, in particular from the group of polyamides, Copo- lyamide, polyesters, copolyesters, polyurethanes, Polyetherblocka- mide, acrylates or polycarbonates.
  • the second layer comprises or consists of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and its blend with polycarbonate (ABS / PC), polyamide (PA) or polyurethane (TPU).
  • the polymers of the first and the second layer can further in the film industry, conventional processing aids and are admixed to set ⁇ substances, such as fillers o- the dyes.
  • the multilayer film may have at least one further layer between the first apolar layer and the second layer.
  • This at least one layer can serve as a primer or barrier layer between the first and the second layer.
  • this at least one further layer can alter the properties of the multilayer film zusappelli ⁇ che, such as tensile strength, Dimensi ⁇ onsstabiltician, handle hardness or color.
  • the film consists of a first apolar one
  • the film consists of a first apolar layer, a primer layer, a layer of an elastomer, a second adhesion promoter layer and a second polar layer.
  • the inventive multi-layer film has (especially on ⁇ due to the production by means of coextrusion) also has the advantageous property that the individual layers adhere very well to ⁇ each other so that they can be separated only with destruction of the film.
  • the use of a multilayer film according to the invention in an injection molding process for producing a polymer molding is particularly advantageous.
  • the multilayer film is easy to produce.
  • the adhesion properties can be influenced by varying the polymers used for the first non-polar layer for molding the one hand and on the other hand by varying the Po ⁇ mers of the second layer, the surface properties of the final molded article.
  • Back-molding of films is a well-known process, so that a variety of necessary equipment is available on the market.
  • a further object of the present invention is to provide a poly ⁇ merformteil from a non-polar polymer modified surface. This object is achieved with a polymer molding according to claim 14.
  • a polymer molding which is produced by the inventive procedural ⁇ reindeer, has a surface with the processingmannverar ⁇ advantageous properties.
  • Fig. 1 An embodiment of an inventive multilayer film in section
  • Fig. 2 An embodiment of a novel polymer molding in section
  • Fig. 3 An embodiment of the inventive injection molding process in section
  • FIG. 1 shows, by way of example, an embodiment of a multilayer film 1 according to the invention in section.
  • the multilayer film 1 consists of a first apolar
  • the second layer 3 has at least one different surface property of the first layer 2.
  • at least one further layer may be present between the first layer 2 and the second layer 3.
  • the thickness of the multilayer sheet- ⁇ 1 as well as the individual layers 2,3 may vary depending on the application.
  • the multilayer film 1 may be present which forms in various ⁇ , for example as a single sheet, as a roll or as a blank having a defined outline.
  • the multilayer film may, for example, have a plurality of intermediate layers between the apolar layer 2 and the polar layer 3.
  • the Mehr fürfo ⁇ lie 1 may consist of an apolar layer 2 made of polyethylene, an adhesive Mediator layer of ethylene vinyl acetate, an elastomeric layer of ethylene-vinyl rubber, another adhesive layer of ethylene vinyl acetate and a second, polar layer 3 consist of a polyamide.
  • FIG. 2 shows an embodiment of a polymer molding 5 according to the invention.
  • the polymer molding comprises a multi-layer film 1 back-injected by an apolar polymer 4.
  • the apolar first layer 2 of the multilayer film 1 is facing the polymer 4, while the second layer 3 is facing the polymer
  • a polymer molding 5 can also be produced by injection molding a multilayer film 1 between the first
  • the polymer molding 5 may have various shapes and contours.
  • the polymer molding 5 may be in the form of a dashboard for a motor vehicle.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the invention
  • a polymer 4 can then be injected into the cavity 9.
  • the condition after the entry Spraying of the polymer 4 shows Figure 3c. Since the first apolar layer 2 and the apolar polymer 4 show similar or identical surface properties, a strong bond is formed between the multilayer film 1 and the polymer 4. Thanks to this strong connection, the multilayer film 1 can no longer be detached from the polymer 4 without the polymer molding 5 being destroyed.
  • the inventive method allows a permanent modification of the surface of a Po ⁇ lymerform stresses of apolar polymer.
  • a multilayer film 1 consisting of a first, apolar layer 2 of maleic anhydride-grafted polypropylene (30 g / m 2 ) and a second, polar layer 3 of a copolyamide (10 g / m 2 ) was back-injected by polypropylene to a shaped body.
  • a multilayer film 1 consisting of a first apolar layer 2 of a plastomer (10 g / m 2 ), an adhesion promoter layer of MAH-grafted polyethylene (5 g / m 2 ) and a second, polar layer 3 of polyamide (5 g / m 2 ) was back-injected by Polypro ⁇ pylene to form a molding.

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Abstract

Spritzgussverfahren zur Modifikation einer Oberfläche eines Polymerformteils (5) aus apolarem Polymer (4), wobei eine Mehrschichtfolie (1) bestehend aus mindestens einer apolaren Schicht (2) und einer zweiten Schicht (3), die mindestens eine Oberflächeneigenschaft aufweist, die von der ersten Schicht verschieden ist, hinterspritzt wird.

Description

Spritzgussverfahren zur Modifizierung einer Oberfläche eines apolaren Polymerformkörpers sowie für dieses Verfahren geeignete Mehrschichtfolie
Die Erfindung betrifft ein Spritzgussverfahren zum Modifizieren einer Oberfläche eines Formkörpers aus apolarem Polymer, eine dazu geeignete Mehrschichtfolie sowie ein Polymerformteil mit modifizierter Oberfläche.
Polypropylen und verstärktes Polypropylen sind preiswerte und häufig eingesetzte Kunststoffe für Spritzgussteile. Durch die apolaren Eigenschaften des Polypropylens ist eine Weiterverarbeitung oder Veredelung der Spritzgussteile in den meisten Fällen nicht ohne Vorbehandlung möglich. Vor allem beim Kleben und Lackieren ist eine Vorbehandlung nötig, da sonst die Klebstoffe und Lacke nur ungenügend auf der Oberfläche haften bleiben.
Zur Erhöhung der Oberflächenspannung von apolaren Oberflächen, insbesondere von Polypropylenoberflächen, sind verschiedene Me¬ thoden bekannt.
Einerseits kann die Oberfläche durch elektrische Entladungen, wie Corona- oder Plasmaentladungen modifiziert werden. Die DE 3340381 beschreibt beispielsweise, wie die Oberfläche von Po¬ lypropylen mittels einer Koronaentladungsbehandlung modifiziert werden kann.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Oberfläche mit ag¬ gressiven Medien zu aktivieren. Dazu gehört Säureätzen, Ozonoly- se, Fluorierung oder das Aufquellen mit Lösungsmitteln. Zum Beispiel beschreiben die CA 876666, US 5302418 oder die US 5200274 verschiedene Behandlungen. Ferner kann die Oberfläche auch durch Auftragen von Dispersionen, Polymeren und Primern modifiziert werden, wie beispielswei¬ se in der DE 10250067, EP 1190008, DE 10239762 oder EP 1037717 beschrieben .
Weitere bekannte Verfahren sind das Abflammen der Oberfläche o- der der Einsatz von Füllstoffen.
Ein starker Nachteil dieser Verfahren besteht jedoch darin, dass ein zusätzlicher Schritt im Produktionsprozess erforderlich ist. Zudem sind zusätzliche, teilweise aufwändige und teure zusätzli¬ che Apparaturen nötig. Vor allem die Behandlung der Oberflächen durch Säuren und Lösungsmittel stellt zudem eine hohe Umweltbe¬ lastung dar.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Nachteile des Bekannten zu umgehen und insbesondere ein Spritz¬ gussverfahren bereit zu stellen, durch welches die Oberfläche eines Polymerformteils aus einem apolaren Polymer mit möglichst wenig Verfahrensschritten verändert werden kann. Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäss Anspruch 1 gelöst.
Beim erfindungsgemässen Verfahren wird eine Mehrschichtfolie mit mindestens einer ersten apolaren Schicht und einer zweiten
Schicht mit mindestens einer von der ersten Schicht unterschied¬ lichen Oberflächeneigenschaft hinterspritzt.
Das Hinterspritzen von Folien ist an sich eine bekannte Technologie, bei der zunächst eine Folie in die Kavität eines Spritz¬ gusswerkzeugs eingelegt oder auf die Spritzgussform aufgespannt wird. Die Folie wird in die Kavität gepresst und wird entspre¬ chend der Form der Kavität verformt. Anschliessend wird ein Po¬ lymer in die Kavität eingespritzt, wobei sich die gegen das Po- lymer gewandte Seite der Folie mit dem Polymer verbindet. Da¬ durch können Formteile erhalten werden, die mit einer Folie ü- berzogen sind. Heutzutage werden vor allem Dekorfolien hinterspritzt, wie z.B. bei der „inmold injection" (IMD) Technik.
Beim erfindungsgemässen Verfahren wird eine Mehrschichtfolie mit mindestens einer apolaren Schicht und mindestens einer zweiten Schicht mit mindestens einer anderen Oberflächeneigenschaft als die erste Schicht derart in die Kavität eines Spritzgusswerk¬ zeugs eingelegt, dass die erste apolare Schicht dem Innenraum der Kavität zugewandt ist während die zweite Schicht auf der In¬ nenwand der Kavität zu liegen kommt. Das apolare Polymer wird dann in den Innenraum der Form gespritzt. Das eingespritzte Po¬ lymer sowie die erste apolare Schicht der Mehrschichtfolie ste¬ hen in der Form in Berührung und verbinden sich in der Folge.
Die zweite Schicht der Mehrschichtfolie weist mindestens eine Oberflächeneigenschaft auf, die von der ersten apolaren Schicht verschieden ist. Beispielsweise weist die zweite Schicht eine andere Struktur oder Farbe auf als die erste apolare Schicht. Bevorzugt weist die zweite Schicht jedoch eine von der ersten apolaren Schicht unterschiedliche Oberflächenspannung auf. Ganz besonders bevorzugt weist dabei die zweite Schicht polare Eigen¬ schaften auf.
Als apolar im Sinne der Anmeldung wird ein Material und/oder eine Oberfläche verstanden, die eine Oberflächenspannung von weniger als 35mN/m aufweist. Als polar im Sinne der Anmeldung wird ein Material und/oder eine Oberfläche verstanden, die eine Ober¬ flächenspannung von mehr als 37mN/m aufweist. Die Oberflächenspannung lässt sich mit handelsüblichen Testtinten bestimmen. Verschiedene Testreihen sind gemäss der DIN 53364 definiert. Ei¬ ne andere Möglichkeit zur Bestimmung der Oberflächenspannung be- steht im Messen des sog. Kontakt- oder Benetzungswinkels . Dabei wird der Winkel zwischen der Oberfläche und einem Wassertropfen gemessen. Je besser die Benetzbarkeit der Oberfläche desto klei¬ ner der Winkel. Die Messung des Winkels erfolgt dabei beispiels¬ weise durch einen Goniometer.
Die zweite Schicht ist dabei derart gewählt, dass diese als Klebstoff geeignet ist. Beispielsweise kann die zweite Schicht derart zusammengesetzt sein, dass sie unter Hitzeeinwirkung oder durch ein Lösungsmittel aktiviert werden kann. Dies hat den Vor¬ teil, dass ein nach dem erfindungsgemässen Spritzgussverfahren hergestelltes Formteil direkt verklebt werden kann oder Dekor- und weitere Elemente, wie z.B. Haken, angebracht werden können. Alternativ kann die Zusammensetzung auch so gewählt werden, dass die zweite Schicht physikalisch aktiviert werden kann, bei¬ spielsweise durch Ultraschall oder Hochfrequenz. Weiter alterna¬ tiv kann die zweite Schicht auch so ausgestaltet sein, dass sie durch Wärmeeintrag aktiviert werden kann, wie z.B. durch Infra¬ rotstrahlung .
Die zweite Schicht der Mehrschichtfolie umfasst oder besteht be¬ vorzugt aus einem polaren Polymer aus der Gruppe der Polyamide, Copolyamide, Polyester, Copolyester, Polyurethane, Polyetherblo- ckamide, Acrylate oder Polycarbonate oder Mischungen davon.
Besonders bevorzugt umfasst oder besteht die zweite Schicht aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (ABS) sowie dessen Ab- mischung mit Polycarbonat (ABS/PC) , Polyamid (PA) oder Polyu¬ rethan (TPU) . ABS und ABS/PC eignen sich hierbei besonders vor¬ teilhaft für nachträgliches Galvanisieren und TPU zeigt eine gu¬ te Affinität zu Lacken und Farben. Das hinterspritze Polymer, also das Polymer aus dem das Polymer¬ formteil besteht, umfasst oder besteht vorzugsweise aus Polypro¬ pylen. Das Polypropylen kann auch Füllstoffe, insbesondere Glas¬ fasern, Kreide oder Talk enthalten. Alternativ können als apolares Polymer auch andere schwierig zu verarbeitende Kunststoffe verwendet werden, wie beispielsweise Polyethylen, Polyoxymethy- len, thermoplastische Elastomere oder Ethylvinylacetat oder Co- polymere und Mischungen davon.
Die erste apolare Schicht der Mehrschichtfolie umfasst oder be¬ steht aus einem apolaren Polymer, insbesondere Polypropylen, modifiziertes Polypropylen, Polyethylen, modifiziertes Polyethylen, Polyoxymethylen, Ethylvinylacetat, Styrolblockcopolymere, Ionomere, Olefine, Kautschuke oder Plastomere sowie Copolymere und Mischungen davon.
Den Polymeren der ersten und der zweiten Schicht können weitere in der Folienindustrie übliche Verarbeitungshilfsmittel und Zu¬ satzstoffe beigemischt werden, wie beispielsweise Füllstoffe o- der Farbstoffe.
Alternativ kann die Mehrschichtfolie zwischen der ersten apolaren Schicht und der zweiten Schicht mindestens eine weitere Schicht aufweisen. Diese mindestens eine weitere Schicht kann dabei als Haftvermittler- oder Barriereschicht zwischen der ersten und der zweiten Schicht dienen. Im weiteren kann diese mindestens eine weitere Schicht die Eigenschaften der Mehrschicht¬ folie zusätzlich verändern, wie beispielsweise die Reissfestig¬ keit, Dimensionsstabilität, Griffhärte oder Farbe.
Das erfindungsgemässe Spritzgussverfahren zur Herstellung eines Polymerformteils aus einem apolaren Polymer weist insbesondere den Vorteil auf, dass das Formteil ohne weitere Vorbehandlung der Oberfläche mit einem weiteren Substrat verklebt werden kann. Ausserdem lässt sich die Oberfläche leicht optisch und mecha¬ nisch veredeln, wie beispielsweise durch Lackieren, Pulverbeschichten, Metallisieren, Galvanisieren sowie mit funktionellen Schutzschichten versehen.
Die Polymerformteile, die mit dem erfindungsgemässen Spritzguss¬ verfahren hergestellt werden, weisen ausserdem eine sehr homogene Oberfläche auf. Insbesondere können auch versteckte Stellen, die durch die herkömmlichen Modifizierungsverfahren nicht oder nur schlecht behandelt werden können, mit den gewünschten Eigenschaften versehen werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fo¬ lie bereitzustellen, die geeignet ist, die Oberfläche eines Formteils aus einem apolaren Polymer polare Eigenschaften zu verleihen. Diese Aufgabe wird mit einer Mehrschichtfolie gemäss Anspruch 9 gelöst.
Die erfindungsgemässe Mehrschichtfolie besteht aus mindestens einer ersten apolaren Schicht und einer zweiten polaren Schicht, wobei die apolare Schicht eine Oberflächenspannung von weniger als 35 mN/m und die polare Schicht eine Oberflächenspannung von mehr als 37 mN/m aufweist. Besonders bevorzugt beträgt dabei die Differenz der Oberflächenspannung der apolaren zur polaren
Schicht 5 mN/m oder mehr. Die Polymerzusammensetzung der zweiten Schicht ist so gewählt, dass die zweite Schicht als Klebstoff geeignet ist.
Die erfindungsgemässe Mehrschichtfolie ermöglicht durch die apo¬ lare Schicht eine gute Verbindung zu einem Formteil aus einem apolaren Polymer, während die zweite Schicht der Oberfläche des Formteils gute Haftungseigenschaften für Kleber, Lacke und ähn- liches verleihen kann. Dadurch wird es möglich, ein Formteil aus einem apolaren Polymer durch einen einfachen Prozess, bevorzugt durch Hinterspritzen, mit einer Oberfläche auszustatten, welche ohne zusätzliche Behandlung zuverlässig verklebt oder lackiert werden kann.
Ferner ist die Polymerzusammensetzung der zweiten Schicht so gewählt werden, dass die zweite Schicht als Klebstoff geeignet ist. Beispielsweise kann die zweite Schicht derart zusammenge¬ setzt sein, dass sie unter Hitzeeinwirkung oder durch ein Lösungsmittel aktiviert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass ein nach dem erfindungsgemässen Spritzgussverfahren hergestelltes Formteil direkt verklebt werden kann oder Dekor- und weitere Elemente, wie z.B. Haken, angebracht werden können. Alternativ kann die Zusammensetzung auch so gewählt werden, dass die zweite Schicht physikalisch aktiviert werden kann, beispielsweise durch Ultraschall oder Hochfrequenz. Weiter alternativ kann die zweite Schicht auch so ausgestaltet sein, dass sie durch Wärmeeintrag aktiviert werden kann, wie z.B. durch Infrarotstrahlung.
Die erfindungsgemässe Mehrschichtfolie kann beispielsweise durch ein Extrusionsverfahren einfach hergestellt werden. Solche Verfahren sind dem Fachmann bekannt und beinhalten unter anderem Blasextrusion und Flachfolienextrusion im Coex- und Kaskadeverfahren. Alternativ kann die erfindungsgemässe Mehrschichtfolie auch durch Kaschieren von Ein- und Mehrschichtfolien oder durch Schmelzauftrag auf Einschicht-, Mehrschicht- oder Nicht¬ Kunststofffolien sowie durch Streichauftrag oder Pulverstreuauf¬ trag hergestellt werden. Durch Variation der verwendeten Polymere, die zur Herstellung der zweiten Schicht verwendet werden, ist es möglich, ohne grossen Aufwand eine Vielzahl von Folien zu produzieren, die über verschiedene Oberflächeneigenschaften verfügen . Die erste Schicht umfasst oder besteht aus einem apolaren Poly¬ mer, bevorzugt Polypropylen, modifiziertes Polypropylen, Polyethylen, modifiziertes Polyethylen, Polyoxymethylen, Ethylvinyl- acetat, Styrolblockcopolymere, Ionomere, Olefine, Kautschuke o- der Plastomere sowie Copolymere davon.
Bevorzugt umfasst oder besteht die zweite Schicht aus einem po¬ laren Polymer, insbesondere aus der Gruppe der Polyamide, Copo- lyamide, Polyester, Copolyester, Polyurethane, Polyetherblocka- mide, Acrylate oder Polycarbonate . Besonders bevorzugt umfasst oder besteht die zweite Schicht aus Acrylnitril-Butadien-Styrol- Copolymerisat (ABS) sowie dessen Abmischung mit Polycarbonat (ABS/PC), Polyamid (PA) oder Polyurethan (TPU) .
Den Polymeren der ersten und der zweiten Schicht können weitere in der Folienindustrie übliche Verarbeitungshilfsmittel und Zu¬ satzstoffe beigemischt werden, wie beispielsweise Füllstoffe o- der Farbstoffe.
Alternativ kann die Mehrschichtfolie zwischen der ersten apolaren Schicht und der zweiten Schicht mindestens eine weitere Schicht aufweisen. Diese mindestens eine Schicht kann dabei als Haftvermittler- oder Barriereschicht zwischen der ersten und der zweiten Schicht dienen. Im weitern kann diese mindestens eine weitere Schicht die Eigenschaften der Mehrschichtfolie zusätzli¬ che verändern, wie beispielsweise die Reissfestigkeit, Dimensi¬ onsstabilität, Griffhärte oder Farbe. In einer bevorzugten Aus¬ führungsform besteht die Folie aus einer ersten apolaren
Schicht, einer Schicht aus einem Haftvermittler sowie einer zweiten polaren Schicht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Folie aus einer ersten apolaren Schicht, einer Haftvermittlerschicht, einer Schicht aus einem Elastomer, einer zweiten Haftvermittlerschicht sowie einer zweiten polaren Schicht .
Die erfindungsgemässe Mehrschichtfolie weist (insbesondere auf¬ grund der Herstellung mittels Coextrusion) zudem die vorteilhafte Eigenschaft auf, dass die einzelnen Schichten sehr gut auf¬ einander haften, so dass sie nur unter Zerstörung der Folie getrennt werden können.
Die Verwendung einer erfindungsgemässen Mehrschichtfolie in einem Hinterspritzverfahren zur Herstellung eines Polymerformteils ist besonders vorteilhaft. Die Mehrschichtfolie lässt sich leicht herstellen. Zudem können durch Variation der verwendeten Polymere für die erste apolare Schicht die Haftungseigenschaften zum Formteil einerseits und andererseits durch Variation der Po¬ lymere der zweiten Schicht die Oberflächeneigenschaften des fertigen Formteils beeinflusst werden. Das Hinterspritzen von Folien ist ein bekanntes Verfahren, so dass eine Vielzahl dazu notwendiger Geräte auf dem Markt erhältlich sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Poly¬ merformteil aus einem apolaren Polymer mit modifizierter Oberfläche vorzulegen. Diese Aufgabe wird mit einem Polymerformteil gemäss Anspruch 14 gelöst.
Ein Polymerformteil, welches durch das erfindungsgemässe Verfah¬ ren hergestellt wird, weist eine Oberfläche mit zur Weiterverar¬ beitung vorteilhaften Eigenschaften auf. Durch die durch den Hinterspritzprozess erreichbare starke Verbindung zwischen dem Formteil und der Mehrschichtfolie wird die Oberfläche des Form¬ teils dauerhaft modifiziert. Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Es zeigen:
Fig. 1: Eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Mehrschichtfolie im Schnitt
Fig. 2: Eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Polymerformteils im Schnitt
Fig. 3: Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Spritzgussverfahrens im Schnitt
In Figur 1 ist beispielhaft eine Ausführungsform einer erfin- dungsgemässen Mehrschichtfolie 1 im Schnitt dargestellt. Die Mehrschichtfolie 1 besteht dabei aus einer ersten apolaren
Schicht 2 und mindestens einer zweiten Schicht 3. Die zweite Schicht 3 weist dabei von der ersten Schicht 2 mindestens eine unterschiedliche Oberflächeneigenschaft auf. Zwischen der ersten Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 kann alternativ mindestens eine weitere Schicht vorhanden sein. Die Dicke der Mehrschicht¬ folie 1 sowie der einzelnen Schichten 2,3 kann dabei je nach Anwendung variieren. Auch kann die Mehrschichtfolie 1 in verschie¬ denen Formen vorliegen, wie beispielsweise als einzelne Bogen, als Rolle oder als Zuschnitt mit definiertem Umriss.
Beispielsweise besteht die Mehrschichtfolie 1 aus einer apolaren Schicht 2 aus Polypropylen, einer Haftvermittlerschicht aus ei¬ nem Polyamid sowie einer polaren Schicht 3 aus einem Polyu¬ rethan. Ferner kann die Mehrschichtfolie beispielsweise zwischen der apolaren Schicht 2 und der polaren Schicht 3 mehrere Zwischenschichten aufweisen. Beispielsweise kann die Mehrschichtfo¬ lie 1 aus einer apolaren Schicht 2 aus Polyethylen, einer Haft- vermittlerschicht aus Ethylenvinylacetat , einer elastomeren Schicht aus Ethylen-Vinyl-Kautschuk, einer weiteren Haftvermittlerschicht aus Ethylenvinylacetet sowie einer zweiten, polaren Schicht 3 aus einem Polyamid bestehen.
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Polymerformkörpers 5. Der Polymerformkörper umfasst dabei eine durch ein apolares Polymer 4 hinterspritzte Mehrschichtfolie 1. Die apolare erste Schicht 2 der Mehrschichtfolie 1 ist dabei dem Polymer 4 zugewendet, während die zweite Schicht 3 auf der
(freiliegenden) Oberfläche des Polymerformkörpers 5 angeordnet ist. Alternativ kann ein Polymerformkörper 5 auch durch Hinterspritzen einer Mehrschichtfolie 1, die zwischen der ersten
Schicht 2 und der zweiten Schicht 3 noch mindestens eine weitere Schicht aufweist, bestehen. Der Polymerformkörper 5 kann verschiedene Formen und Konturen aufweisen. Beispielsweise kann der Polymerformkörper 5 in Form eines Armaturenbretts für ein Kraftfahrzeug vorliegen.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemässen
Spritzgussverfahrens. Wie in Figur 3a gezeigt, wird zunächst ei¬ ne Mehrschichtfolie 1 in die Kavität 9 eines Spritzgusswerkzeugs 6 eingelegt. Bevorzugt wird dabei ein Spritzgusswerkzeug mit Va¬ kuumtiefziehmöglichkeit eingesetzt, so dass sich die Mehr¬ schichtfolie 1 gut an die Wand der Kavität 9 anschmiegen kann. Die erste apolare Schicht 2 der Mehrschichtfolie 1 zeigt dabei in Richtung der Kavität 9, während die zweite Schicht 3 gegen die Wand des Spritzgusswerkzeugs 6 gerichtet ist. Die Form der Kavität 9 richtet sich nach der Form des zu produzierenden Formteils. Figur 3b zeigt den nächsten Schritt, wo der Zylinder 7 des Spritzgusswerkzeugs 6 auf die Kavität 9 abgesenkt wird.
Durch den Einspritzkanal 8 kann anschliessend ein Polymer 4 in die Kavität 9 eingespritzt werden. Den Zustand nach dem Ein- spritzen des Polymers 4 zeigt Figur 3c. Da die erste apolare Schicht 2 und das apolare Polymer 4 ähnliche oder identische 0- berflächeneigenschaften zeigen, entsteht zwischen der Mehrschichtfolie 1 und dem Polymer 4 eine starke Verbindung. Die Mehrschichtfolie 1 lässt sich dank dieser starken Verbindung nicht mehr vom Polymer 4 lösen, ohne dass dabei das Polymerformteil 5 zerstört wird. Somit ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren eine dauerhafte Modifikation der Oberfläche eines Po¬ lymerformkörpers aus apolarem Polymer.
Beispiel 1 :
Eine Mehrschichtfolie 1 bestehend aus einer ersten, apolaren Schicht 2 aus Maleinsäureanhydrid-gepfropften Polypropylen (30 g/m2) und einer zweiten, polaren Schicht 3 aus einem Copolyamid (10 g/m2) wurde durch Polypropylen zu einem Formkörper hinterspritzt .
Beispiel 2 :
Eine Mehrschichtfolie 1 bestehend aus einer ersten, apolaren Schicht 2 aus einem Plastomer (10 g/m2), einer Haftvermittlerschicht aus MAH-gepfropftem Polyethylen (5 g/m2) und einer zweiten, polaren Schicht 3 aus Polyamid (5 g/m2) wurde durch Polypro¬ pylen zu einem Formteil hinterspritzt.

Claims

Ansprüche
1. Spritzgussverfahren zur Modifizierung einer Oberfläche eines apolaren Polymerformkörpers (5) umfassend ein Polymer (4), wobei eine Mehrschichtfolie (1) mit mindestens einer ersten apolaren Schicht (2) und einer zweiten Schicht (3) mit mindestens einer von der ersten Schicht unterschiedli¬ chen Oberflächeneigenschaft hinterspritzt wird, wobei die erste apolare Schicht (2) dem Polymer (4) des Polymerformkörpers (5) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung der zweiten Schicht (3) derart gewählt ist, dass die zweite Schicht (3) als Klebstoff geeig¬ net ist, insbesondere als hot-melt Zusammensetzung auf¬ schmelz- und wiederverfestigbar ist.
2. Spritzgussverfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (3) polare Eigenschaften auf¬ weist.
3. Spritzgussverfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (3) ein polares Poly¬ mer umfasst, bevorzugt aus der Gruppe der Polyamide, Copo- lyamide, Polyester, Copolyester, Polyurethane, Polye- therblockamide, Acrylate oder Polycarbonate .
4. Spritzgussverfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (3) Acryl- nitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat sowie dessen Abmi- schung mit Polycarbonat , Polymethylmethacrylat , Polyvinyl¬ chlorid oder Polystyrol oder Mischungen sowie Copolymere davon umfasst oder daraus besteht.
5. Spritzgussverfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hinterspritzte Polymer (4) ein Polypropylen umfasst oder daraus besteht.
6. Spritzgussverfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (2) ein apola¬ res Polymer umfasst, bevorzugt Polypropylen, Polyethylen, Polyoxymethylen, Ethylvinylacetat , Styrolblockcopolymere, Ionomere, Olefine, Kautschuke oder Plastomere sowie Copoly- mere davon.
7. Spritzgussverfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Schicht (2) und der zweiten Schicht (3) mindestens eine weitere Schicht vorhanden ist.
8. Mehrschichtfolie bestehend aus mindestens einer ersten apo¬ laren Schicht (2) und einer zweiten Schicht (3), wobei die apolare Schicht (2) eine Oberflächenspannung von weniger als 35 mN/m und die zweite Schicht (3) eine Oberflächen¬ spannung von mehr als 37 mN/m aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerzusammensetzung der zweiten
Schicht (3) derart gewählt ist, dass die zweite Schicht (3) als Klebstoff geeignet ist, insbesondere als hot-melt Zu¬ sammensetzung aufschmelz- und wiederverfestigbar ist..
9. Mehrschichtfolie gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (2) ein apolares Polymer umfasst, bevorzugt Polypropylen, Polyethylen, Polyoxymethylen, E- thylvinylacetat , Styrolblockcopolymere, Ionomere, Olefine, Kautschuke oder Plastomere sowie Copolymere davon.
10. Mehrschichtfolie gemäss einem der Ansprüche 8 oder 9, da¬ durch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (3) ein pola¬ res Polymer umfasst, bevorzugt aus der Gruppe der Polyami¬ de, Copolyamide, Polyester, Copolyester, Polyurethane, Po- lyetherblockamide, Acrylate oder Polycarbonate, besonders bevorzugt ABS sowie dessen Abmischung mit Polycarbonat , Po¬ lyamid oder Polyurethan oder Mischungen davon.
11. Mehrschichtfolie gemäss einem der Ansprüche 8 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Schicht (2) und der zweiten Schicht (3) mindestens eine weitere Schicht vorhanden ist.
12. Verwendung einer Mehrschichtfolie gemäss einem der Ansprü¬ che 8 bis 11 in einem Hinterspritzverfahren zur Herstellung eines Polymerformteils (5) , insbesondere in einem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7.
13. Polymerformteil hergestellt nach einem Spritzgussverfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7.
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